Principios, aplicaciones y efectos de la aplicación de plasma frío en alimentos: una revisión actualizada

En el ámbito de las tecnologías no térmicas para el procesamiento de alimentos, la aplicación de plasma frío destaca por su rápido crecimiento y amplias proyecciones. El plasma frío se genera aplicando energía que ioniza un gas específico, lo que produce especies altamente reactivas como las reactivas de oxígeno y nitrógeno, además de ozono, iones, radicales libres y radiación ultravioleta. Las configuraciones más comunes para su generación incluyen la descarga de barrera dieléctrica y la descarga corona. Sus aplicaciones y efectos clave abarcan la destrucción de biofilms, inactivación de microorganismos, descontaminación de micotoxinas, degradación de pesticidas y modificación de almidones, entre otros. Los mecanismos de acción propuestos varían desde modificaciones químicas y moleculares hasta lisis celular y daño genético. Este artículo proporciona una visión general actualizada sobre los principios, generación y aplicaciones del plasma frío en la industria alimentaria.

In the field of non-thermal food processing technologies, the application of cold plasma stands out for its rapid growth and broad prospects. Cold plasma is generated by applying energy to ionize a specific gas, producing highly reactive species such as reactive oxygen and nitrogen species, as well as ozone, ions, free radicals, and ultraviolet radiation. The most common configurations for generating cold plasma include dielectric barrier discharge and corona discharge. Key applications and effects include the destruction of biofilms, inactivation of microorganisms, decontamination of mycotoxins, degradation of pesticides, and modification of starches, among others. Proposed mechanisms of action range from chemical and molecular modifications to cellular lysis and genetic damage. This article provides an updated overview of the principles, generation, and applications of cold plasma technology in the food industry.

The potential role of apigenin in the enhancement of the antioxidant adaptation to exercise by bioactive dietary compounds

Oxidative stress (OS) occurs when the antioxidant defense system is overwhelmed by the predominance of reactive oxygen species (ROS) and pro-oxidant factors. Several diseases such as hypertension, insulin resistance, type 2 diabetes mellitus and neurodegenerative diseases are characterized by chronic OS. Physical exercise constitutes an affordable tool to prevent or ameliorate these conditions. However, during physical activity, acute ROS are produced inducing an activation in peroxisome proliferator activated receptor-Gamma Coactivator-1alpha (PGC-1α), and nuclear factor erythroid-2 related factor 2 (Nrf2), PGC-1α/Nrf2 pathway. This signaling pathway facilitates interaction with antioxidant response elements (ARE), thereby initiating an upregulation in the expression of antioxidant enzymes including superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPX) and mitochondrial biogenesis. In both cases, whether involving healthy animals or individuals engaged in physical exercise, supplementation with antioxidant scavengers leads to a reduction in the expression and activity of PGC-1α, SOD, CAT, and GPX across various tissues, which is not observed with indirect antioxidants. The preventive role of physical exercise against chronic OS is avoided when executed in conjunction with supplementation of scavenger antioxidants. However, similar to exercise, the indirect antioxidant apigenin can activate the PGC1-α/Nrf2 signaling pathway. Here, we summarize evidence supporting apigenin as a non-nutritional supplement that could enhance the adaptive effects of exercise, improving the endogenous antioxidant defense. Therefore, apigenin could be an interesting supplement to enhance the endogenous antioxidant adaptation induced by exercise in healthy subjects, but also to improve the effectiveness of exercise to prevent oxidative stress-associated diseases.

El estrés oxidativo (OS) ocurre cuando el sistema de defensa antioxidante es sobrepasado por el predominio de especies reactivas de oxígeno (ROS) y factores prooxidantes. Varias enfermedades como la hipertensión, la resistencia a la insulina, la diabetes mellitus tipo 2 y enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por un OS crónico. El ejercicio físico constituye una herramienta asequible para prevenir o mejorar estas enfermedades. Sin embargo, durante la actividad física, se producen ROS agudas que inducen una activación en la vía PGC-1α/Nrf2. Esta vía de señalización facilita la interacción con los elementos de respuesta antioxidante (ARE), iniciando así una regulación que permite la expresión de enzimas antioxidantes, incluidas SOD, CAT, GPX y biogénesis mitocondrial. En ambos casos, ya sea que se trate de animales sanos o de individuos que practican ejercicio físico, la suplementación con antioxidantes "scavengers" conduce a una reducción en la expresión y actividad de PGC-1α, SOD, CAT y GPX en varios tejidos, lo que no se observa con antioxidantes "indirectos". El papel preventivo del ejercicio físico contra el OS crónico se atenúa cuando se realiza en conjunto con la suplementación de antioxidantes "scavengers". Sin embargo, de manera similar al ejercicio, la apigenina es un antioxidante "indirecto" que puede activar la vía de señalización PGC1-α/Nrf2. Aquí, resumimos la evidencia que respalda a apigenina como un suplemento no-nutricional que podría mejorar los efectos adaptativos del ejercicio, mejorando la defensa antioxidante endógena de sujetos sanos que no tienen suficiente tiempo para hacer ejercicio.

Radicales libres y sistema antioxidante

Los radicales libres son compuestos caracterizados por tener un electrón desapareado en su orbital externo, condición que los torna altamente reactivos, es decir, tienen la propiedad de interactuar a través de reacciones controladas por difusión con proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. También se les ha designado como especies reactivas de oxígeno (ERO), especies reactivas de nitrógeno (ERN) o especies reactivas de azufre (ERA). En el organismo humano se generan, principalmente, en la cadena transportadora de electrones mitocondrial, donde específicamente participan los complejos respiratorios I y III que tienen la propiedad de reducir al oxígeno y convertirlo en anión superóxido; así mismo, pueden formarse haciendo uso de una gran diversidad de reacciones enzimáticas y no enzimáticas en las que intervienen sustancias que la célula sintetiza o que se ingieren con los alimentos y algunos medicamentos. El ser humano dispone de un sistema antioxidante, que es de naturaleza enzimática y no enzimática, el cual tiene como función proteger al organismo de la acción nociva de los radicales libres; comprende enzimas -como catalasa, superóxido dismutasa, tiorredoxina, etc.- y compuestos no enzimáticos -como glutatión, ferritina, mioglobina, etc.-, pero no son lo suficientemente eficientes para protegerlo, por lo que es necesaria la ingesta de alimentos que contengan en su composición sustancias con propiedades antioxidantes cuya acción protectora dependerá de su reactividad química, así como de su concentración; estos compuestos antioxidantes se encuentran principalmente en las frutas y verduras, habiéndose identificado polifenoles, flavonoides, carotenoides, vitamina C, vitamina E, etc. Un número considerable de evidencias sugiere que la ingesta de sustancias antioxidantes protege al organismo del efecto dañino de los radicales libres, pero cuando prevalece la acción oxidante sobre la antioxidante puede conducirse al estrés oxidativo, condición que está estrechamente vinculada con una gran diversidad de enfermedades crónicas no transmisibles como cáncer, diabetes mellitus, obesidad, psoriasis, aterosclerosis, entre otras. Todo ello parece indicar que el término "estado estable redox celular" describe de manera apropiada la constante adaptación a una situación de rápido recambio químico, y sugiere que las sustancias implicadas en este proceso se designen como "especies biológicamente reactivas" en razón de la existencia de compuestos nocivos como el peróxido de hidrógeno, peroxinitrito, etc., que no son propiamente radicales libres, pero ejercen efectos dañinos a las células.

Free radicals are compounds characterized by having an unpaired electron in their outer orbit, a condition that makes them highly reactive, i.e., they interact through diffusion-controlled reactions with proteins, lipids and nucleic acids. They have also been referred to as reactive oxygen species (ROS), reactive nitrogen species (RNS) or reactive sulfur species (RSS). In the human organism, they are mainly produced in the mitochondrial electron transport chain, where respiratory complexes I and III specifically participate and reduce oxygen by converting it into superoxide anion. Likewise, they can be formed through a wide variety of enzymatic and non-enzymatic reactions involving substances that are synthesized by cells or are ingested with food and some medicines. Human beings have an antioxidant system which is both enzymatic and non-enzymatic in nature and whose function is to protect the organism from the harmful action of free radicals. This system includes enzymes-such as catalase, superoxide dismutase, thioredoxin, etc.-and non-enzymatic compounds- such as glutathione, ferritin, myoglobin, etc. However, they are not efficient enough to protect it, so it is necessary to eat foods that contain substances with antioxidant properties whose protective action will depend on their chemical reactivity and their concentration. These antioxidant compounds are mainly found in fruits and vegetables, where polyphenols, flavonoids, carotenoids, vitamin C, vitamin E, etc. have been identified. A significant amount of evidence suggests that the intake of antioxidant substances protects the body from the damaging effect of free radicals, but when the oxidative action prevails over the antioxidant action, it can lead to oxidative stress, a condition that is closely linked to a wide variety of chronic non-communicable diseases including cancer, diabetes mellitus, obesity, psoriasis, atherosclerosis, among others. All this seems to indicate that the term "cellular redox steady state" more appropriately describes the constant adaptation to a situation of rapid chemical turnover and suggests that the substances involved in this process be designated as "biologically reactive species" due to the existence of harmful compounds such as hydrogen peroxide, peroxynitrite, etc., which are not-strictly speaking-free radicals but have toxic effects on cells.

Manipulação de oócitos inclusos em folículos ovarianos pré-antrais e a importância dos antioxidantes ­ revisão de literatura / Manipulation of oocytes included in preantral ovarian follicles and the importance of antioxidants ­ literature review / Manipulación de ovocitos incluidos en folículos ováricos preantrales e importancia de los antioxidantes - revisión de la literatura

A manipulação de oócitos inclusos em folículos ovarianos pré-antrais (MOIFOPA) vem sendo estudada pensando na perspectiva futura de aplicação direta na reprodução humana, principalmente para mulheres que sofrem de doenças ou que precisam passar por tratamentos que interferem na função ovariana. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é revisar aspectos relacionados com a biotécnica de MOIFOPA e a importância dos antioxidantes no cultivo in vitro de folículos pré-antrais. Foi realizada uma pesquisa na base de dados PubMed, buscando artigos sobre a biotécnica, principalmente relacionados com a necessidade do uso de antioxidantes no cultivo. A grande maioria dos estudos sobre a biotécnica utilizam como modelo experimental os folículos ovarianos de diferentes espécies de animais. A MOIFOPA compreende o isolamento e o resgate de folículos ovarianos pré-antrais provenientes de ovários, seguido da conservação através da técnica de resfriamento ou congelação e o cultivo folicular in vitro, a fim de promover o crescimento, a maturação e a fecundação in vitro (FIV) dos oócitos inclusos nesses folículos, maximizando o potencial reprodutivo feminino e diminuindo a atresia folicular que acontece in vivo. Um aspecto que pode interferir no sucesso do cultivo in vitro de folículos ovarianos pré-antrais é a produção em excesso de espécies reativas de oxigênio (EROs). Os ácidos ascórbico e alfa lipóico vem demonstrando resultados interessantes para reduzir os efeitos que as EROs causam sobre os folículos ovarianos pré-antrais cultivados in vitro.

The manipulation of oocytes included in preantral ovarian follicles (MOEPF) has been studied considering the future perspective of direct application in human reproduction, especially for women who suffer from diseases or who need to undergo treatments that interfere with ovarian function. In this context, the objective of this paper is to review aspects related to the biotechnology of MOIFOPA and the importance of antioxidants. A search was carried out in the PubMed database, searching for articles on biotechnology, mainly related to the need to use antioxidants in cultivation. The vast majority of studies on biotechnology use ovarian follicles from different species of animals as an experimental model. MOIFOPA comprises the isolation and rescue of preantral ovarian follicles from ovaries, followed by conservation through the cooling or freezing technique and in vitro follicular cultivation, in order to promote growth, maturation and in vitro fertilization ( IVF) of the oocytes included in these follicles, maximizing the female reproductive potential and decreasing the follicular atresia that occurs in vivo. One aspect that may interfere with the success of in vitro culture of preantral ovarian follicles is the excess production of reactive oxygen species (ROS). Ascorbic and alpha lipoic acids have shown interesting results in reducing the effects that ROS cause on in vitro cultured preantral ovarian follicles.

manipulación de ovocitos incluidos en folículos ováricos preantrales (MOIFOPA) se ha estudiado con la perspectiva futura de su aplicación directa en la reproducción humana, especialmente en mujeres que padecen enfermedades o que necesitan someterse a tratamientos que interfieren en la función ovárica. En este contexto, el objetivo de este trabajo es revisar los aspectos relacionados con la biotécnica de MOIFOPA y la importancia de los antioxidantes en el cultivo in vitro de los folículos pré-antrais. Se realizó una investigación en la base de datos PubMed, buscando artículos sobre la biotecnología, principalmente relacionados con la necesidad del uso de antioxidantes en el cultivo. La mayoría de los estudios sobre biotecnología utilizan como modelo experimental los folículos ováricos de diferentes especies de animales. El MOIFOPA incluye el aislamiento y rescate de los folículos ováricos preantrales de los ovarios, seguido de su conservación mediante la técnica de enfriamiento o congelación y el cultivo folicular in vitro, con el fin de promover el crecimiento, la maduración y la fecundación in vitro (FIV) de los ovocitos incluidos en estos folículos, maximizando el potencial reproductivo femenino y disminuyendo la atresia folicular que se produce in vivo. Un aspecto que puede interferir en el éxito del cultivo in vitro de folículos ováricos preantrales es la producción excesiva de especies reactivas de oxígeno (ROS). El ácido ascórbico y el ácido alfa lipoico han mostrado resultados interesantes para reducir los efectos que causan las ERO en los folículos ováricos preantrales cultivados in vitro.

Tempol decreases the levels of reactive oxygen species in human neutrophils and impairs their response to

SUMMARY Background and aims: Mycobacterium tuberculosis (Mtb), the main causative agent of human tuberculosis (TB), remains as a serious public health problem. The innate immune response following Mtb infection plays a crucial role in preventing the onset of active TB and limiting its spread. Since phagocytes-derived reactive oxygen/nitrogen species (ROS/RNS) during the oxidative burst can fight Mtb, we hypothesized that the use of antioxidants could increase the host's susceptibility to Mtb/TB. In that way, we investigated the effects of the nitroxide Tempol, an antioxidant with superoxide dismutase-like activity, on the response of neutrophils against Mtb. Methods: Human blood-derived neutrophils were isolated from healthy volunteers and incubated with Mtb (H37Ra) at different multiplicities of infection (MOIs), in the absence or presence of Tempol. The levels of ROS in neutrophils were evaluated using the cytochrome C reduction assay (extracellular O2 •-) and luminol-(total intracellular and extracellular ROS) and isoluminol-(extracellular ROS) amplified chemiluminescence assay. The killing assay (two-step protocol) checked the mycobactericidal capacity of neutrophils, as calculated the phagocytosis (K p ) and intracellular killing (Kk) rates. Results: The levels of ROS and killing capacity in Mtb-stimulated neutrophils were significantly decreased by 450 µM Tempol (p < 0.05). Interestingly, Tempol decreased the k k of neutrophils, but did not affect their kp, demonstrating that a putative diminution in ROS levels, ultimately, affected the intracellular killing of Mtb. Conclusion: This study provides insights regarding the role of antioxidants on the neutrophil response toward Mtb, so that our findings deserve to be considered regarding further studies and clinical implications.

Contextualización y objetivos: Mycobacterium tuberculosis (Mtb), el principal agente causal de la tuberculosis humana (TB), es un grave problema de salud pública. La respuesta inmune innata desencadenada en la infección por Mtb juega un papel crucial en la prevención de la aparición de la tuberculosis activa y en la limitación de su propagación. Dado que las especies reactivas de oxígeno/nitrógeno derivadas de los fagocitos (ERO/ERN) durante el burst oxidativo pueden combatir la infección pulmonar por Mtb, planteamos la hipótesis de que el uso de antioxidantes podría aumentar la susceptibilidad del huésped humano hacia Mtb/TB. De esa manera, investigamos los efectos del nitróxido Tempol, un antioxidante con actividad similar a la superóxido dismutasa, sobre la respuesta de los neutrófilos contra Mtb. Métodos: se aislaron neutrófilos derivados de sangre humana de voluntarios sanos y se incubaron con Mtb (H37Ra) en diferentes multiplicidades de infección (MOI), en ausencia o presencia de Tempol. Los niveles de ERO en neutrófilos se evaluaron mediante el ensayo de la reducción del citocromo C (O2'- extracelular) y el ensayo de quimioluminiscencia, amplificada mediante el uso de luminol (ERO total, intracelular y extracelular) e isoluminol (ERO extracelular). La prueba de actividad microbicida (protocolo de dos pasos) verificó la capacidad micobactericida de los neutrófilos, calculando las tasas de fagocitosis (Kp) y muerte intracelular (Kk). Resultados: los niveles de ERO y la capacidad micobactericida en neutrófilos estimulados con Mtb disminuyeron significativamente en los grupos tratados con 450 µM de Tempol (p < 0,05). Curiosamente, Tempol disminuyó la tasa de muerte intracelular (Kk) en neutrófilos, pero no tuvo ningún efecto sobre la tasa de fagocitosis (Kp), lo que demuestra que una supuesta disminución en los niveles de ERO, en última instancia, afectó la destrucción intracelular de Mtb. Conclusión: este estudio proporciona información sobre el papel de los antioxidantes en la respuesta de los neutrófilos hacia Mtb, por lo que nuestros hallazgos merecen ser considerados con respecto a más estudios e implicaciones clínicas.

Contextualização e objetivos: Mycobacterium tuberculosis (Mtb), principal agente causal da tuberculose humana (TB), é um grave problema de saúde pública. A resposta imune inata desencadeada pela infecção por Mtb desempenha um papel crucial na prevenção do aparecimento da tuberculose ativa e na limitação de sua disseminação. Como as espécies reativas de oxigênio/nitrogênio derivadas de fagó-citos (ERO/ERN) durante a burst oxidativa podem combater a infecção pulmonar por Mtb, hipotetizamos que o uso de antioxidantes poderia aumentar a suscetibilidade do hospedeiro humano ao Mtb/TB. Assim, investigamos os efeitos do nitróxido de Tempol, um antioxidante com atividade semelhante a superóxido dismutase, na resposta de neutrófilos contra o Mtb. Métodos: neutrófilos derivados de sangue humano foram isolados de voluntários saudáveis e incubados com Mtb(H37Ra) em diferentes multiplicidades de infecção (MOI), na ausência ou presença de Tempol. Os níveis de ERO em neutrófilos foram avaliados por ensaio de depleção de citocromo C (O2•- extracelular) e ensaio de quimioluminescência, amplificado com luminol (ERO total, intracelular e extracelular) e isoluminol (ERO extracelular). O teste de atividade microbicida (protocolo de duas etapas) verificou a capacidade micobactericida dos neutrófilos, calculando as taxas de fagocitose (Kp) e morte intracelular (Kk). Resultados: os níveis de ERO e a capacidade micobactericida em neutrófilos estimulados por Mtb diminuíram significativamente nos grupos tratados com Tempol 450 µM (p < 0,05). Curiosamente, Tempol diminuiu a taxa de morte intracelular (Kk) em neutrófilos, mas não teve efeito sobre a taxa de fagocitose (Kp), mostrando que uma diminuição putativa nos níveis de ERO afetou a morte intracelular de Mtb. Conclusão: este estudo fornece informações sobre o papel dos antioxidantes na resposta dos neutrófilos ao Mtb, portanto, nossos achados merecem consideração para estudos adicionais e implicações clínicas.

Efecto del factor de crecimiento fibroblástico dos (FGF-2), en la reducción de la senescencia en células madre mesenquimales aisladas de gelatina de Wharton / Fibroblastic growth factor two (FGF-2), in reducing the senescent effect on mesenchymal stem cell isolated from Wharton ́s jelly

Resumen Introducción. Las células madre mesenquimales han generado interés en la ingeniería de tejidos, debido a sus propiedades proliferativas y capacidad de reparación de tejidos, sin embargo, para un trasplante exitoso, es necesario aumentar el número de células mediante un cultivo in-vitro. Durante este proceso la capacidad proliferativa disminuye, provocando cambios en la morfología y funcionalidad celular y afectando la viabilidad del cultivo, este estado se conoce como senescencia celular y como posibles causales, se ha considerado el estrés oxidativo y la falta de factores de crecimiento. Objetivos: Evaluar el efecto de FGF-2 sobre la senescencia de un cultivo de células madre mesenquimales aisladas de gelatina de Wharton y su papel en la regulación del estrés oxidativo. Metodología. Se añadieron dosis de 3,5 y 7,5 ng de FGF-2 al cultivo. Durante los pasajes 5 y 7, se estimó tanto la senescencia celular como la presencia de ROS (especies reactivas de oxígeno). Resultados.Se obtuvo en el pasaje 5, una diferencia significativa del 99,5% entre el control (+) con respecto a los tratamientos con FGF-2, sin embargo, en el pasaje 7 se observó un aumento en la producción de la enzima ß-galactosidasa y cambios morfológicos, confirmando un estado senescente en el cultivo en todos los tratamientos evaluados. Conclusión. Las dosis utilizadas en este estudio contribuyeron positivamente a disminuir el proceso senescente en el cultivo celular, además se determinó, que el FGF-2 puede prolongar el tiempo de cultivo, retardando parcialmente la concentración de especies reactivas de oxígeno

AbstractIntroduction. Mesenchymal stem cells have been generated interest in tissue engineering, due to their proliferative properties and tissue repair capacity, however, for a successful transplant process, it is necessary to increase the number of cells in a culture expansion process. During this process the proliferative capacity is limited, causing changes in cell morphology and functionality affecting the viability of the culture, this state is known as cell senescence. Oxidative stress and deregulation of growth factors are considered as reasons. Aims. To evaluate the effect of FGF-2 on the senescence of a mesenchymal stem cells culture isolated from Wharton ́s jelly and its role in the regulation of oxidative stress. Methodology: 3,5 and 7,5 ng doses of FGF-2 were added to the culture medium from passage 2, then the senescence of the culture was evaluated and the presence of reactive oxygen species was determined during passages 5 and 7. Results. We observed that in passage 5, there is a significant difference 99.5% between the control (+) concerning the FGF-2 treatments, however, in passage 7, an increase in the production of the enzyme ß-galactosidase was observed and changes in morphology such as: increase in size and elongated shape of the cell, confirming a senescent state on the culture in all the treatments evaluated. Conclusion. The doses used in this study contributed positively to decrease this process in a cell culture, also, the FGF- 2 can prolong the cultivation time, partially decreasing the concentration of reactive oxygen species

In vitro and in vivo antioxidant potentials of the methanolic crude extract from Inula glomerata Oliv. & Hiern (Asteraceae) and Salacia kraussii (Harv) Harv (Celastraceae) / Potenciales antioxidantes in vitro e in vivo del extracto crudo metanólico de Inula glomerata Oliv. & Hiern. (Asteraceae) y Salacia kraussii (Harv) Harv (Celastraceae)

Reactive oxygen species are implicated in multiple pathological conditions including erectile dysfunction. This study evaluated the in vitro and in vivo antioxidant potential of the methanolic extracts of Inula glomerata and Salacia kraussii. The plant materials were pulverized and extracted with methanol. The phytochemical analysis, ability of the crude extracts to scavenge free radicals (ABTS, DPPH, NO.) in vitroas well as the total phenolic and flavonoid contents was investigated. In vivo, antioxidant potentials of the crude extracts (50/250 mg/kg body weight) were determined in an erectile dysfunction rat model. The phytochemical analysis revealed that both plants contain flavonoids, tannins, terpenoids, and alkaloids. The crude extracts at varying degree of efficiency, scavenged ABTS and DPPH radicals. The crude extracts at low concentrations (50 mg/kg b.w) significantly (p<0.05) diminished the level of malondialdehyde, augmented catalase activities and elevated glutathione levels. However, SOD activities were significantly boosted in a dose-dependent manner by the crude extracts. Therefore, I. glomerataand S. kraussiipossess antioxidant properties, hence, can serve as a therapeutic modality in the treatment of oxidative stress-induced erectile dysfunction.

Las especies reactivas de oxígeno están implicadas en múltiples condiciones patológicas, incluyendo la disfunción eréctil. Este estudio evaluó el potencial antioxidante in vitro e in vivo de extractos metanólicos de Inula glomeratay Salacia kraussii. Los materiales vegetales fueron pulverizados y extraídos con metanol. A estos extractos crudos se les llevó a cabo el análisis fitoquímico junto con el contenido total de fenólicos y flavonoides, así como se les investigó la capacidad in vitro para atrapar radicales (ABTS, DPPH, NO.). Los potenciales antioxidantes in vivo de los extractos crudos (50/250 mg/kg de peso corporal) se determinaron en un modelo en ratas con disfunción eréctil. El análisis fitoquímico reveló que ambas plantas contuvieron flavonoides, taninos, terpenoides y alcaloides. Los extractos crudos con un grado variable de eficiencia, atraparon a los radicales ABTS y DPPH. Los extractos crudos a bajas concentraciones (50 mg/kg p.c) significativamente (p<0.05) disminuyeron el nivel de malondialdehído, aumentaron las actividades de catalasa y elevaron los niveles de glutatión. Sin embargo, las actividades de SOD por los extractos crudos fueron significativamente dosis-dependientes. Así, los extractos de I. glomeratay S. kraussii mostraron propiedades antioxidantes, y por lo tanto, podrían servir como una alternativa terapéutica en el tratamiento de disfunción eréctil inducida por estrés oxidativo.

Participación de las especies reactivas de oxígeno en la formación de la catarata / Involvement of reactive oxygen species in cataract formation

La catarata comprende la opacidad del cristalino, la cual puede afectar la corteza y el núcleo subcapsular anterior y posterior de manera progresiva, secundario a la acumulación de proteínas dañadas a este nivel, con pérdida del equilibrio entre la producción y la eliminación de las especies reactivas libres de oxígeno. La importancia de retrasar o identificar marcadores específicos, además de promover un nuevo blanco terapéutico, también es motivo de análisis y de estudio en diferentes líneas de investigación. Se realizó una revisión de la literatura del 01 de enero al 20 de julio del año 2020. Se utilizaron metabuscadores en inglés y español de PUBMED, INFOMED, CLINICALKEY, LILACS, EBSCO, SCIELO, PRISMA y UPTODATE, con el objetivo de identificar la nueva evidencia científica relacionada con el estrés oxidativo y su participación en la formación de la catarata. La barrera del cristalino funciona como un medio de intercambio entre diferentes moléculas, lo que impide el paso de antioxidantes al núcleo y provoca su opacificación. Las mitocondrias a nivel de la corteza del cristalino permiten la remoción de oxígeno. Posteriormente la fosforilación oxidativa forma radicales libres de superóxido que, de manera natural, con el paso del tiempo se acumulan a este nivel. Con la edad, la homeostasis adaptativa pierde la capacidad de responder ante los cambios de estrés oxidativo, por lo que el uso de antioxidantes -de manera profiláctica e intencionada- puede cambiar el destino último para esta patología. La falta de equilibrio en los procesos de óxido-reducción es responsable de la formación de la catarata(AU)

Cataract comprises opacification of the crystalline lens, which may progressively affect the cortex and the anterior subcapsular nucleus, secondary to accumulation of damaged proteins on this level, with loss of balance between production and elimination of free reactive oxygen species. The importance of delaying or identifying specific markers, as well as promoting a new therapeutic target, is the object of study and analysis of a variety of research lines. A review was conducted of the literature published from 1 January to 20 July 2020. Use was made of PubMed, Infomed, Clinical Key, Lilacs, EBSCO, SciELO, Prisma and UpToDate metasearch engines in English and Spanish to identify new scientific evidence about oxidative stress and its involvement in cataract formation. The crystalline lens barrier serves as a medium for exchange between various molecules, preventing entrance of antioxidants into the nucleus, which results in opacification. Mitochondria on the crystalline lens cortex allow oxygen removal. Oxidative phosphorylation then forms free superoxide radicals which naturally accumulate on this level with the passing of time. With aging, adaptive homeostasis loses its ability to respond to oxidative stress changes, but the prophylactic, targeted use of antioxidants may change the ultimate fate of this condition. Lack of balance in oxidation-reduction processes is the cause of cataract formation(AU)

Especies reactivas de oxígeno, estrés oxidativo y su relación con la destrucción tisular en periodontitis / Reactive species of oxygen, oxidative stress and its relationship with tissular destruction in periodontitis / Espécies reativas de oxigênio, estresse oxidativo e sua relação com destruição tecidual na periodontite

Resumen Durante la periodontitis se liberan mediadores inflamatorios y especies reactivas de oxígeno (ROS), cuando se incrementan producen estrés oxidativo. Este artículo de revisión describe el papel que desempeñan las ROS y el estrés oxidativo en el desarrollo y evolución de la inflamación y lesión tisular durante la periodontitis. Para ello, se realizó una revisión de la literatura en bases de datos como PubMed, ScienceDirect, Wiley Online Library, Springer, Plos one, Nature, Sage journals, Hindawi y Taylor & Francis Online, mostrando los siguientes resultados: las ROS producen daño directo e indirecto a los tejidos periodontales. Los daños directos in- cluyen peroxidación de lípidos, oxidación de proteínas y del ADN. Los daños indirectos involucran la regulación de las vías de señalización del factor de trans- cripción nuclear kappa B (NF-κB), la vía de la quinasa c-Jun N-terminal (JNK), las vías del inflamasoma y autofagia provocando la destrucción tisular y creación de un estado proinflamatorio en la periodontitis.

Abstract During periodontitis inflammatory mediators and reactive oxygen species (ROS) are released, when they increase they produce oxidative stress. This review article describes the role played by ROS and oxidative stress in the development and evolution of inflammation and tissue injury during periodontitis. For this, a review of the literature was carried out in databases such as PubMed, ScienceDirect, Wiley Online Library, Springer, Plos one, Nature, Sage journals, Hindawi and Taylor & Francis Online, showing the following results: ROS produce direct damage and indirect to periodontal tissues. Direct damages include lipid peroxidation, protein and DNA oxidation. Indirect damage involves the regulation of signaling pathways of the nuclear transcription factor kappa B (NF-κB), the c-Jun N-terminal kinase pathway (JNK), the pathways of inflammasome and autophagy causing tis- sue destruction and creation of a pro-inflammatory state in periodontitis.

Resumo Durante a periodontite, são liberados mediadores inflamatórios e espécies reati- vas de oxigênio (EROs), no momento em que eles incrementam produzem estresse oxidativo. Este artigo de revisão descreve o papel que desempenham as EROS e o estresse oxidativo no desenvolvimento e na evolução da inflamação e lesão tecidual durante a periodontite. Por isso, uma revisão da literatura foi realizada em bancos de dados como PubMed, ScienceDirect, Wiley Online Library, Springer, Plos one, Nature, Sage, Hindawi e Taylor & Francis Online, mostrando os seguintes resultados: as EROS produzem dano direto e indireto para os tecidos periodontais. O dano direto inclui peroxidação lipídica, oxidação de proteínas e DNA. O dano indireto involucra a regulação das vias de sinalização do fator de transcrição nuclear kappa B (NF-κB), da via c-Jun N-terminal kinase (JNK), das vias inflamassoma e autofagia, causando destruição tecidual e criação de um estado pró-inflamatório na periodontite.

Talinumpaniculatum: a plant with antifungal potential mitigates fluconazole-induced oxidative damage-mediated growth inhibition of Candida albicans / Talinum paniculatum: una planta con potencial antifúngico atenúa la inhibición del crecimiento de Candida albicans mediada por el daño oxidativo inducido por fluconazol

SUMMARY Aims: This study investigated the bioactivity of the crude leaf extract (CLE) and fractions hexane (HX) and ethyl acetate (EtOAc) from Talinum paniculatum alone and in association with fluconazole (FLC) against reference strain and clinical isolates of FLC-resistant Candida albicans. Furthermore, the antioxidant capability, chemical composition of this plant, and the effect's underlying mechanisms were evaluated. Methods: The antifungal activity was evaluated using checkerboard assay to establish the minimum inhibitory (MIC) and minimum microbicidal concen trations (MMC). During FLC and plant products challenges, the reactive oxygen species (ROS) generation (hydroxyl radicals [HO●]) were detected in C. albicans cells using the membrane-permeable fluorescent probes APF and HPF. High-performance liquid chromatography (HPLC) profile, quantitative analysis of antioxidant compounds, and free radical scavenging activity (DPPH assay) tests were performed. Results: The CLE and fractions presented outstanding antifungal activity and selectivity against C. albicans cells but had no synergistic effect's with FLC. The MIC values for CLE and its fractions against C. albicans reference strain were in the order of HX (31.25 µg ml-1) < EtOAc (62.5 μg ml-1) < CLE (500 μg ml-1), and against FLC-resistant C. albicans HX (125 μg ml-1) = EtOAc < CLE (500 μg ml-1). CLE and its fractions had more potent antifungal activities than FLC against the clinical isolates. Moreover, fungicidal effect's for these plant products were demonstrated against FLC-resistant C. albicans, which further conirmed an antifungal potential. Conversely, during association, plant products were shown to cause an increase in FLC MIC anywhere from 2- to 16-fold. FLC exposure led to an increase in the steady-state levels of ROS (HO●) in C. albicans cells. Next, we found that the increases in FLC MICs were owing to action of antioxidants containing-CLE and its fractions in preventing FLC-induced ROS-mediated growth inhibition of C. albicans. Conclusion: T. paniculatum can be a source of bioactive compounds with antifungal potential. However, because of the common use of its edible leaf, caution is advised during therapy with FLC (since it can decrease FLC susceptibility).

RESUMEN Objetivos: este estudio investigó la bioactividad del extracto de hoja en bruto (EHB) y las fracciones hexano (HX) y acetato de etilo (AcOEt) de Talinum paniculatum solo y en asociación con fluconazol (FLC) contra cepas de referencia y aislados clínicos de Candida albicans resistente a FLC. Además, evaluó la capacidad antioxidante, la composición química de esta planta y los mecanismos subyacentes del efecto fungicida. Métodos: la actividad antifúngica se evaluó mediante microdilución en caldo para establecer las concentraciones inhibitorias mínimas (CIM) y microbicidas mínimas (CMM). Durante el tratamiento con FLC y productos vegetales se detectó la generación de especies reactivas de oxígeno (ERO) (radicales hidroxilo [HO●]) en células de C. albicans utilizando las sondas fluorescentes permeables a la membrana APF y HPF. El perfil de cromatografía líquida de alta resolución (CLAR), el análisis cuantitativo de compuestos antioxidantes y el ensayo DPPH fueron evaluados. Resultados: el EHB y las fracciones presentaron una excelente actividad antifúngica y selectividad contra las células de C. albicans, pero no tuvieron efectos sinérgicos con FLC. Los valores de CIM para EHB y sus fracciones contra la cepa referencia de C. albicans fueron del orden de: HX (31,25 μg ml-1) < AcOEt (62,5 μg ml-1) < EHB (500 μg ml-1), y contra C. albicans resistente a FLC: HX (125 μg ml-1)= AcOEt < EHB (500 µg ml-1). EHB y sus fracciones fueron más potentes antifúngicos que FLC contra los aislados clínicos. Además, estos productos vegetales tienen efectos fungicidas contra C. albicans resistentes a FLC, esto conirmó el potencial antifúngico. Por el contrario, durante la asociación se demostró que los productos vegetales causan un aumento en la CIM de FLC de 2 a 16 veces. La exposición a FLC aumentó los niveles de ERO (HO●) en las células de C. albicans. Los aumentos en las CIM de FLC se debieron a la acción de los antioxidantes presentes en EHB y sus fracciones para prevenir la inhibición del crecimiento mediada por ERO inducida por FLC en C. albicans. Conclusión: T. paniculatum puede ser una fuente de compuestos bioactivos con potencial antifúngico. Sin embargo, debido al uso común de su hoja comestible, se recomienda usarla con precaución durante la terapia con FLC (ya que puede disminuir la susceptibilidad a FLC).

Efecto del zumo de sandía (citrullus lanatus) en el estrés oxidativo en espermatozoides humanos / Effect of watermelon juice (citrullus lanatus) on oxidative stress in human sperm

INTRODUCCIÓN: Las alteraciones reproductivas de causa masculina relacionadas con el estrés oxidativo son cada día más estudiadas y dan cuenta de causas de infertilidad diagnosticada como idiopáticas. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto del zumo de sandía sobre los parámetros seminales convencionales y funcionales in vitro e in vivo. MATERIALES Y MÉTODOS: Cinco muestras de espermatozoides puros fueron incubados con peróxido de hidrógeno (H2O2, 5mM) y 0,45% de extracto de sandía, se determinó la movilidad espermática al tiempo 0, 30 y 60 minutos. En los ensayos in vivo se incluyeron 20 individuos a los cuales se les determinaron los parámetros espermáticos convencionales, funcionales y la capacidad antioxidante del plasma seminal por microscopía, citometría y espectrofotometría en los días 0, 7 y 15 después de iniciar el consumo diario de 16 onzas de zumo de sandía. RESULTADOS: El extracto de sandía protege a los espermatozoides del efecto deletéreo del H2O2 sobre la movilidad espermática. Además, el consumo regular de jugo de sandía disminuye la lipoperoxidación de la membrana espermática, la producción intracelular de especies reactivas del oxígeno, el índice de fragmentación del ADN el día 15 y la capacidad antioxidante el día 7 y 15. CONCLUSIONES: El extracto de sandía genera un efecto protector sobre los espermatozoides humanos in vitro, protegiendo su movilidad del efecto negativo del H2O2. Además, si bien el consumo regular de zumo de sandía no mejora los parámetros seminales convencionales, si mejora algunos parámetros funcionales relacionados con el estrés oxidativo.

OBJETIVE: Male reproductive alterations related to oxidative stress are increasingly studied and account for causes of infertility diagnosed as idiopathic. The aim of this work was to evaluate the effect of watermelon juice on conventional and functional seminal parameters in vitro and in vivo. MATERIALS AND METHODS: Five samples of pure sperm were incubated with hydrogen peroxide (H2O2, 5mM) and 0.45% watermelon extract, sperm motility was determined at time 0, 30 and 60 minutes. In vivo assays, 20 individuals were included. Conventional and functional sperm parameters, and antioxidant capacity of seminal plasma using microscopy, cytometry and spectrophotometry were determined on days 0, 7 and 15 after starting daily consumption of 16 ounces of watermelon juice. RESULTS: Watermelon extract protects sperm cells from the deleterious effect of H2O2 on sperm motility. In addition, regular consumption of watermelon juice decreases sperm membrane lipoperoxidation, intracellular production of reactive oxygen species, DNA fragmentation index on day 15 and antioxidant capacity on day 7 and 15. CONCLUSION: Watermelon extract generates a protective effect on human sperm in vitro, protecting sperm motility from the negative effect of H2O2. In addition, although regular consumption of watermelon juice does not improve conventional seminal parameters, it does improve some functional parameters related to oxidative stress.

Elevación de los marcadores de estrés oxidativo en pacientes con endometriosis / Elevation of oxidative stress biomarkers in patients with endometriosis

RESUMEN Introducción y objetivos: La endometriosis es una de las principales patologías ginecológicas que afecta a mujeres en edad reproductiva. Existen muchas teorías en cuanto a su fisiopatología destacando las alteraciones genéticas y epigenéticas, los desbalances hormonales y otros factores como la inflamación crónica y el estrés oxidativo; pero en realidad, su origen continúa siendo desconocido. Estudios recientes han implicado al estrés oxidativo y la consecuente generación de radicales libres de oxígeno en la fisiopatología de la entidad mediante la generación de inflamación crónica pélvica. El objetivo de este estudio es corroborar que existen vías de estrés oxidativo que se encuentran alteradas en estas pacientes. Métodos: Se realizará un análisis de marcadores de estrés oxidativo en plasma sanguíneo, entre ellos los niveles de proteínas carboniladas y el cociente glutatión oxidado/glutatión reducido (GSSG/GSH), comparando los resultados en pacientes con endometriosis (n=19) versus un grupo control (n=11). Resultados: existe un incremento de las proteínas carboniladas en las pacientes con endometriosis (p < 0,041). No se obtuvieron diferencias estadísticamente significativas en relación al cociente GSSG/GSH o a los niveles de GSH. Conclusión: existe evidencia para relacionar al estrés oxidativo con la fisiopatología de la endometriosis, sin poder determinar a día de hoy que vías de oxidación están implicadas.

ABSTRACT Introduction and objectives: Endometriosis is one of the main gynecological pathologies that affects women of reproductive age. There are many theories regarding its physiopathology highlighting genetic and epigenetic alterations, hormonal imbalances and other factors such as chronic inflammation and oxidative stress; but actually, its origin continues to be unknown. Recent studies have implicated oxidative stress and the consequent generation of oxygen free radicals in the physiopathology of the entity through the generation of chronic pelvic inflammation. The objective of this study is to corroborate that there are oxidative stress pathways that are altered in these patients. Methods: An analysis of oxidative stress biomarkers in blood plasma will be carried out, including carbonylated protein levels and the oxidized/reduced glutathione ratio (GSSG / GSH), comparing the results in patients with endometriosis (n = 19) versus a control group (n = 11). Results: there is an increase of carbonylated proteins in patients with endometriosis (p <0.041). There were no statistically significant differences in relation to the GSSG/GSH ratio or GSH levels. Conclusion: there is evidence to relate oxidative stress to the pathophysiology of endometriosis, without being able to determine to date which oxidation pathways are involved.

Incremento de la viabilidad, producción de especies reactivas de oxígeno, IL-1 y TNF-α en células mononucleares de sangre periférica humana tratadas con fucoidan de Lessonia trabeculata

Las algas pardas constituyen una fuente de alto contenido de polisacáridos como los fucoidanos que poseen importantes propiedades inmunomoduladoras. El objetivo fue determinar la viabilidad de células mononucleares de sangre periférica humana (CMSPh), producción de óxido nítrico (NO), especies reactivas de oxígeno (ROS) y de las citoquinas proinflamatorias IL-1α, IL-6, TNF-α e IFN-γ en cultivos tratados con fucoidan de Lessonia trabeculata. Se empleó fucoidan de Lessonia trabeculata proveniente de la bahía San Nicolás de Marcona-Ica. Las CMSPh se aislaron empleando Ficoll-Hypaque, se distribuyeron a una concentración de 1x105 células/pocillo en medio RPMI-1640 completo y se trataron con diferentes concentraciones de fucoidan durante 24 y 48 h. La actividad citotóxica se determinó por la reducción de MTT, la producción de NO por la reacción de Griess y las ROS por la reducción del NBT. La producción de citoquinas se cuantificó por ELISA. El fucoidan de L. trabeculata estimuló la proliferación de CMSPh y produjo el incremento de ROS a concentraciones de 100-2000 μg/mL respecto al control (p<0.001), la reacción para nitritos resultó negativa. El fucoidan incrementó la producción de IL-1α y TNF-α a concentraciones de 100 y 10 μg/mL respectivamente, mientras que la producción de IL-6 e IFN-γ no mostró diferencias significativas. Se concluye que el fucoidan de L. trabeculata estimula la proliferación de CMSPh, producción de especies reactivas de oxígeno y las citoquinas proinflamatorias IL-1α y TNF-α que poseen importantes propiedades inmunomoduladoras.

Brown algae are a source of high content of polysaccharides such as fucoidans that have important immunomodulatory properties. The aim was to determine the viability of human peripheral blood mononuclear cells (hPBMC), production of nitric oxide (NO), reactive oxygen species (ROS) and the proinflammatory cytokines IL-1α, IL-6, TNF-α and IFN -γ in cultures treated with fucoidan from Lessonia trabeculata. Fucoidan from Lessonia trabeculata from San Nicolás de Marcona-Ica Bay was used. The hPBMC were isolated using Ficoll-Hypaque, distributed at a concentration of 1x105 cells/well in complete RPMI-1640 medium and treated with different concentrations of fucoidan for 24 and 48 h. The cytotoxic activity was determined by the reduction of MTT, NO production by the Griess reaction and ROS by the reduction of NBT. The production of cytokines was quantified by ELISA. The fucoidan of L. trabeculata stimulated the proliferation of hPBMC and produced the increase of ROS at concentrations of 100-2000 μg/mL with respect to the control (p <0.001), the reaction for nitrites was negative. Fucoidan increased the production of IL-1α and TNF-α at concentrations of 100 and 10 μg/mL respectively, while the production of IL-6 and IFN-γ did not show significant differences. It is concluded that the fucoidan of L. trabeculata stimulates the proliferation of hPBMC, production of reactive oxygen species and the proinflammatory cytokines IL-1α and TNF-α that possess important immunomodulatory properties.

Especies reactivas del oxígeno: formación, funcion y estrés oxidativo / Reactive oxygen species: training, function and oxidative stress

Resumen Las especies reactivas del oxígeno (ROS) son producidas como una consecuencia del metabolismo aeróbico fisiológico normal. La cadena de transporte de electrones de la mitocondria, los peroxisomas, la NADPH oxidasa, la óxido nítrico sintetasa desacoplada y el sistema del citocromo P450 son las fuentes más importantes de producción de los ROS. El desbalance entre la producción de los ROS y el sistema de defensa antioxidante en los sistemas vivos ocasiona una ruptura de la función celular y daño. Este desbalance ocurre por una sobreproducción de ROS y una reducción del mecanismo de defensa antioxidante. Las acciones protectoras contra los ROS son llevadas a cabo por varias enzimas (superóxido dismutasa, catalasa y glutatión peroxidasa) y también por compuestos no enzimáticos (vitamina E, ascorbato, glutatión, transferrina, ceruloplasmina, etc.). Los ROS son moduladores cruciales de las funciones celulares. A bajas concentraciones, los ROS son participantes esenciales en la señalización celular, la inducción de la respuesta mitogénica, la defensa contra agentes infecciosos, mientras que el exceso de los ROS puede alterar la función celular normal y promover el daño irreversible a lípidos, ácidos nucleicos y a proteínas celulares. Los ROS, especialmente el H2O2, sirven como moléculas mensajeras por medio de la modificación oxidativa de proteínas de señalización. Entonces, un balance entre la producción de los ROS y su remoción permite una función celular normal, mientras que un desequilibrio causa estrés oxidativo con consecuencias patológicas.

Abstract Reactive oxigen species (ROS) are produced as the consequence of the normal aerobic physiological metabolism. The electron transport chain in mitochondrial, peroxisomes, NADPH oxidases, uncoupled nitric oxide synthase (NOS) and cytochrome P450 system are the most important sources of ROS production. The imbalance of the ROS production and antioxidants defense system in the living systems causes oxidative stress brings to cellular function disruption and damage. This imbalance occurs due to over production of ROS and reduction of the antioxidant defense mechanism. Protective actions against ROS are performed by several enzymes (superoxide dismutase, catalase and glutation peroxidase) as well as nonenzimatic compounds (vitamin E, ascorbate, glutathione, transferrin, ceruloplasmin, etc). ROS are crucial modulators of cellular functions. At low concentrations, ROS are essential participants in cell signaling, induction of mitogenic response, involvement in defense against infectious agents, whereas excess ROS can disrupt normal cellular function and promote irreversible damage to cellular lipids, nucleic acids, and proteins. ROS, especially H2O2, serve as a signal molecule through oxidative modification of signaling proteins. Thus, a balance between ROS production and their removal allows for normal cellular function, whereas an imbalance causes oxidative stress with pathological consequences.

Ultrastructural morphological alterations during hyperoxia exposure in relation to glutathione peroxidase activity and free radicals productions in the mitochondria of the cortical brain / Alteraciones morfológicas ultraestructurales durante la exposición a la hiperoxia en relación con la actividad de la glutatión peroxidasa y la producción de radicales libres en las mitocondrias de la corteza cerebral

Exposure to normobaric hyperoxia (NH) is known to increase the production of reactive oxygen species (ROS) by mitochondria. The present study was designed to examine mitochondrial ultrastructure morphological changes in the cortical brainin relation to glutathione peroxidase (GPX) activity and free radicals (FR) productions in brain tissue during hyperoxia exposure. The experimental groups were exposed to NH for 24 and 48 h continuously. Following the exposure periods, animals were sacrificed and cortical tissues were divided randomly into two parts; the first part was processed for the ultrastructural examination and the second was homogenized for GPX and FR determinations. Analysis of variance (ANOVA) showed that the main effects of O2 exposure periods were significant (p<0.05) for GPX and FR. Pair-wise means comparisons showed that NH elevated the average (+SE) GPX activity significantly (p<0.05) from the baseline control value of 5670.99+556.34 to13748.42+283.04 and 15134.19+1529.26 U/L with increasing length of NH exposure period from 24 to 48 h, respectively. Similarly, FR production was increased significantly (p<0.05) to 169.73+10.31 and 185.33+21.87, above baseline control of 105.27+5.25 Unit. Ultrastructure examination showed that O2 breathing for 48 h resulted in giant and swelled mitochondria associated with diluted inner membrane and damaged cristae. These mitochondria pathological alterations were associated with damages of myelin, axonal and cellular organelles. Normobaric-hyperoxia inducts mitochondria oxidative stress (MOS) and the subsequent rise of ROS causes variety of ultrastructure morphological pathological alterations in the organelles of cortical brain cells.

Se sabe que la exposición a la hiperoxia normobárica (HN) aumenta la producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) por parte de las mitocondrias. El estudio se diseñó para examinar los cambios morfológicos de la ultraestructura mitocondrial en la corteza cerebral con la actividad de la glutatión peroxidasa (GPX) y la producción de radicales libres (RL) en el tejido cerebral durante la exposición a la hiperoxia. Los grupos experimentales fueron expuestos a HN durante 24 y 48 h continuamente. Tras los períodos de exposición, los animales se sacrificaron y los tejidos corticales se dividieron aleatoriamente en dos partes; la primera parte se procesó para el examen ultraestructural y la segunda se homogeneizó para las determinaciones de GPX y RL. El análisis de varianza (ANOVA) mostró que los efectos principales de los períodos de exposición al O2 fueron significativos (p <0,05) para GPX y RL. Las comparaciones de medias por pares mostraron que la HN elevó la actividad promedio de GPX (+ SE) significativamente (p <0,05) desde el valor de control de línea base de 5670,99 + 556,34 a 13748,42 + 283,04 y 15134,19 + 1529,26 U / L con una mayor duración del período de exposición a HN de 24 a 48 h, respectivamente. De manera similar, la producción de RL se incrementó significativamente (p <0,05) a 169,73 + 10,31 y 185,33 + 21,87, por encima del control de referencia de 105,27 + 5,25 unidades. El examen de la ultraestructura mostró que la respiración de O2 durante 48 h dio lugar a mitocondrias gigantes e hinchadas asociadas con la membrana interna diluida y las crestas dañadas. Estas alteraciones patológicas de las mitocondrias se asociaron con daños de mielina, axones y organelos celulares. La hiperoxia normobárica induce el estrés oxidativo mitocondrial (MOS) y el posterior aumento de las ERO provoca una variedad de alteraciones patológicas y morfológicas en los organelos de las células cerebrales corticales.

Structural, histochemical and photosynthetic profiles of galls induced by Eugeniamyia dispar (Diptera: Cecidomyiidae) on the leaves of Eugenia uniflora (Myrtaceae) / Perfiles estructurales, histoquímicos y fotosintéticos de las agallas inducidas por Eugeniamyia dispar (Diptera: Cecidomyiidae) en las hojas de Eugenia uniflora (Myrtaceae)

Abstract Gall-inducing insects manipulate the structural, histochemical and physiological profiles of host-plant tissues to develop galls. We evaluated galls induced by Eugeniamyia dispar on the leaves of Eugenia uniflora in an attempt to answer the following questions: (i) How does this gall-inducing insect change the structural and histochemical profiles of the host-plant organ? (ii) Despite structural changes, can gall tissues maintain photosynthetic activity? Starch, proteins, reducing sugars and reactive oxygen species were detected mainly in the nutritive tissue surrounding the larval chamber. Despite structural changes, the galls induced by E. dispar on E. uniflora retain chlorophyllous tissue, although its amount and photosynthetic activity are less than that of non-galled leaves. This reduced photosynthetic activity, in association with the presence of large intercellular spaces, could improve gas diffusion and, consequently, avoid hypoxia and hypercarbia in gall tissue.(AU)

Resumen Los insectos que inducen las agallas manipulan los perfiles estructurales, histoquímicos y fisiológicos de los tejidos de la planta hospedera para su desarrollo. Nosotros evaluamos las agallas inducidas por Eugeniamyia dispar en las hojas de Eugenia uniflora en un intento de responder las siguientes preguntas: (i) ¿Cómo este insecto inductor de agallas cambia los perfiles estructurales e histoquímicos en el órgano de la planta hospedera? (ii) A pesar de las modificaciones estructurales, ¿pueden los tejidos de la agalla mantener la actividad fotosintética? El almidón, las proteínas, los azúcares reductores y las especies reactivas de oxígeno se detectaron principalmente en la capa de tejido nutritivo que rodea a la cavidad larval. A pesar de las modificaciones estructurales, las agallas inducidas por E. dispar en E. uniflora retienen su tejido clorofílico, aunque su cantidad y actividad fotosintética son menores que en las hojas no agalladas. Esta actividad fotosintética reducida, asociado a la presencia de grandes espacios intercelulares, pueden mejorar la difusión de gases y, en consecuencia, evitar la hipoxia y la hipercapnia en los tejidos de las agallas.(AU)

CARDIAC GLYCOSIDES, PHENOLIC COMPOUNDS AND ANTIOXIDANT ACTIVITY FROM PLANT CELL SUSPENSION CULTURES OF Thevetia peruviana / PRODUCCIÓN DE GLÍCOSIDOS CARDIOTÓNICOS, COMPUESTOS FENÓLICOS Y ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE EN CULTIVOS DE CÉLULAS VEGETALES EN SUSPENSIÓN DE Thevetia peruviana

Cell suspension cultures of Thevetia peruviana were established under dark for 19 days to investigate kinetic behavior related to biomass, substrate, cardiac glycoside, polyphenols, reactive oxygen species and anti-oxidant activity. The results showed high biomass production (18.80gDW/L) as well as sucrose consumption in 7 days. Preferential glucose over fructose consumption was observed. Intracellular production of cardiac glycosides reached 2.58mg DE/gDW at day 19. Highest extracellular production was reached between day 2 and 7 (6.19mg DE/L). Highest extracellular phenolic content was 80.61 ± 5.16mg GAE/L at day 7. Intracellular phenolic content increased to 2.76 ± 0.14mg GAE/gFW at day 7 and remained constant until day 19. ROS production at day 7 could be related to sucrose and glucose total consumption. Pearson Product-Moment Correlation Coefficient (ρ) showed that the phenolic compounds in cell suspension cultures of T. peruviana were responsible for the observed anti-oxidant activity. All together, these results give the first steps in metabolic behavior in cell suspension cultures of T. peruviana.

Se establecieron cultivos en suspensión de la especie vegetal Thevetia peruviana en oscuridad, durante 19 días, para estudiar el comportamiento cinético de producción de biomasa, consumo de sustrato, producción de glicósidos cardiotónicos, polifenoles, especies reactivas de oxígeno y actividad antioxidante. Los resultados mostraron una alta producción de biomasa (18,80g PS/L), al igual que consumo total de sacarosa, a los 7 días de cultivo. Se observó un consumo preferencial de glucosa sobre fructosa durante todo el cultivo. La producción de glicósidos cardiotónicos intracelulares alcanzó valores de 2,58mg ED/g PS, al día 19. La mayor producción extracelular (6,19mg ED/L), se alcanzó entre los días 2 y 7. El mayor contenido de compuestos fenólicos extracelular fue de 80,61 ± 5,16mg GAE/L, en el día 7. El contenido de compuestos fenólicos intracelulares incrementó a 2,76 ± 0,14mg AGE/gPF, al día 7 y se mantuvo constante, hasta el día 19. La producción de EROs, al día 7, puede estar relacionada con el consumo total de sacarosa y glucosa. El coeficiente de correlación producto-momento de Pearson (ρ) indicó que los compuestos fenólicos en cultivos celulares en suspensión de T. peruviana eran los responsables de la actividad antioxidante observada. En conjunto, estos resultados brindan las primeras bases relacionadas al comportamiento metabólico de cultivos celulares en suspensión, de T. peruviana.

Modulación del estado de óxido-reducción por peróxido de hidrógeno en la etapa de maduración ovocitaria: efecto sobre el desarrollo embrionario en bovinos / Modulation of redox state by hydrogen peroxide in the stage of oocyte maturation: effect on embryonic development in cattle

El estrés oxidativo es definido como un desbalance entre la producción de oxidantes y antioxidantes. La inducción de tolerancia a estrés en los ovocitos conllevaría a un mejor desarrollo embrionario. En bovinos, la incubación de ovocitos maduros con diferentes estresores (térmicos, alta presión hidrostática, oxidativos) incrementaría la tasa de generación de blastocitos. Este estudio evalúa el efecto de la modulación del estado redox incrementando el estrés oxidativo con H2O2 en ovocitos maduros bajo condiciones de cultivo in vitro y su efecto sobre el potencial de desarrollo embrionario. Para ello, ovocitos procedentes de ovarios de matadero fueron madurados en medio TCM-199 suplementado durante 22­23 h, a 38,5 °C, 5 % CO2 y humedad a saturación. Al final de las 22­23 h se incubaron los ovocitos maduros con 0, 50, 100 y 200 µM H2O2. La fecundación in vitro se realizó co-incubando los ovocitos durante 18 h con una concentración final de 1x106 espermatozoides/mL. Los presuntos cigotos fueron denudados y cultivados en medio KSOM-0,4 % BSA a 38,5 °C en atmósfera de baja tensión de O2 (5 % O2, 5 % CO2 y 90 % N2) y humedad a saturación. El estrés oxidativo inducido con H2O2 a una concentración de 50 y 100 µM produce una tasa de división de los embriones similar al control (88,7 %, 83,2 % y 86,4 % respectivamente, p>0,05), disminuyendo significativamente al utilizar una concentración de 200 µM (58,8 %, p<0,05). Asimismo, H2O2 causó un efecto similar en la tasa de blastocitos con 50 µM (20,4 % vs. 25,8 % control, p>0.05) pero disminuyó significativamente con 100 y 200 µM (10,7 % y 3,3 % respectivamente, p<0,05). Es posible, que estos embriones resistentes al estrés oxidativo puedan tener una mayor sobrevida durante los procesos de criopreservación que generan altos niveles de especies reactivas de oxígeno en los embriones.

Oxidative stress is defined as an imbalance between the production of oxidants and antioxidants. The induction of stress tolerance in oocytes leads to a better embryonic development. In cattle incubating mature oocytes with different stressors (thermal, high hydrostatic pressure, oxidative) increase the generation rate of blastocysts. The purpose of this study was to evaluate the effect of modulating the redox state increasing the oxidative stress through H2O2 in mature oocyte under in vitro culture conditions and its effect on the potential of embryonic development. To do this, oocytes from slaughterhouse ovaries were matured in TCM-199 medium supplemented for 22­23 h at 38.5 °C, 5 % CO2 and humidified atmosphere. At the end of 22­23 h, the treatments with 0, 50, 100 and 200 µM H2O2 were applied for 1 h. IVF was performed co-incubating the eggs for 18 h with a final concentration of 1x106 sperm/mL. The presumptive zygotes were denuded and cultured in medium KSOM-0.4 % BSA to 38.5 °C in an atmosphere of low concentration of O2 (5 % O2, 5 % CO2 and 90 % N2) and humidified atmosphere. The results show that the induction of oxidative stress by H2O2 produces a similar effect using a concentration of 50 and 100 mM in the cleavage rate of embryos compared to control (88.7 %, 83.2 % and 86,4 % respectively, p>0.05) and decreasing significantly by using a concentration of 200 mM (58.8 %, p<0.05). Also, H2O2 caused a similar effect on the rate of blastocysts with 50 µM (20.4 % vs. 25.8 control, p>0.05) but decreased significantly with 100 and 200 µM (10.7 % and 3.3 % respectively, p<0.05). It is possible that these embryos resistant to oxidative stress may have a higher survival in the cryopreservation processes that generating high levels of reactive oxygen species.

Reconstitución inmune exitosa mediante trasplante de células madre hematopoyéticas en un paciente colombiano afectado con enfermedad granulomatosa crónica / Successful immune reconstitution by means of hematopoietic stem cell transplantation in a Colombian patient with chronic granulomatous disease

Introducción. La enfermedad granulomatosa crónica es una inmunodeficiencia primaria causada por mutaciones en los genes que codifican para las proteínas del sistema de la oxidasa de NADPH ( Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate ) de las células fagocíticas, las cuales afectan la producción de especies reactivas del oxígeno y la actividad microbicida. Actualmente, la única terapia curativa para esta enfermedad es la reconstitución inmune mediante el trasplante de células madre hematopoyéticas. Objetivo. Reportar la caracterización clínica y molecular de un paciente con enfermedad granulomatosa crónica ligada al cromosoma X y su reconstitución inmunitaria exitosa mediante el trasplante de células madre hematopoyéticas. Materiales y métodos. El estallido respiratorio en neutrófilos de sangre periférica se midió por citometría de flujo mediante la prueba de oxidación de la dihidrorrodamina 123 (DHR 123). El análisis de las mutaciones del gen CYBB se hizo mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en el ADN complementario y la secuenciación e hibridación genómica comparativa en el ADN genómico. En el trasplante se emplearon células madre del hermano menor con HLA idéntico, y previamente se hizo un acondicionamiento de intensidad reducida. La reconstitución inmunitaria después del trasplante se evaluó periódicamente con hemoleucogramas y la prueba DHR 123 en neutrófilos de sangre periférica. Resultados. El diagnóstico de la enfermedad granulomatosa crónica ligada al cromosoma X se estableció como resultado de una deleción hemicigota en la banda Xp21.1 que implicó la deleción completa del CYBB . La toma de injerto postrasplante para plaquetas y neutrófilos fue en los días 10 y 11, respectivamente. En el día 30 después del trasplante se logró la reconstitución hematológica completa y en los tres años siguientes no se observaron complicaciones ni infecciones. Conclusión. El trasplante de células madre hematopoyéticas permite la reconstitución completa de la función inmunitaria relacionada con la actividad microbicida de las células fagocíticas de pacientes con enfermedad granulomatosa crónica ligada al cromosoma X.

Introduction: Chronic granulomatous disease is a primary immunodeficiency that results from mutations in proteins of the NADPH oxidase system that affect the microbicidal activity of phagocytes. Immune reconstitution by hematopoietic stem cell transplantation is currently the only curative therapy for this disease. Objective: To describe the clinical and molecular characterization of a patient with X-linked chronic granulomatous disease and the successful immune reconstitution by means of a hematopoietic stem cell transplantation. Materials and methods: The respiratory burst was measured by flow cytometry using the dihydrorodamine 123 (DHR) oxidation test in neutrophils of peripheral blood. Mutational analysis of CYBB was performed by PCR amplification in complementary DNA, as well as sequencing and comparative genomic hybridization in genomic DNA. HLA-identical stem cells from the patient´s younger brother were used for the transplantation and reduced intensity pre-transplantation conditioning was administered. Post-transplantation immune reconstitution was evaluated periodically by serial complete blood counts and DHR 123 in peripheral blood neutrophils. Results: The diagnosis of X-linked chronic granulomatous disease resulted from a hemizygous deletion affecting Xp21.1 that included the entire CYBB . Post-transplantation engraftment was documented in platelets and peripheral blood neutrophils at days 10 and 11, respectively. Total hematological reconstitution was achieved by day 30 post-transplantation and no complications or infections have been observed in the three years since the transplantation. Conclusion: Hemopoietic stem cell transplantation allows for total reconstitution of the immune function related to microbicidal activity of phagocytic cells from patients with X-linked chronic granulomatous disease.

Especies reactivas de oxígeno, sepsis y teoría metabólica del choque séptico / Reactive oxygen species, sepsis and metabolic theory of the septic shock

Resumen La sepsis es una de las principales causas de mortalidad en la unidad de terapia intensiva. El término especies reactivas de oxígeno (ERO) incluye moléculas con un electrón impar, llamadas radicales libres, como el anión superóxido, y también agentes oxidados como el peróxido de hidrógeno. Las ERO pueden reaccionar con muchas moléculas y pueden producir un daño no controlado; sin embargo, también tienen un papel fundamental en el metabolismo celular. El estrés oxidante es el resultado de la respuesta inflamatoria asociada a la sepsis que produce cambios en la función mitocondrial y en la microcirculación. El objetivo de este trabajo es revisar el papel de las ERO en sepsis y nuevos conceptos relacionados con la teoría metabólica del choque séptico.

Abstract Sepsis remains the most common cause of death in the intensive care unit. The term Reactive Oxygen Species (ROS) includes molecules with an unpaired electron, called free radicals, such as superoxide anion, and also oxidant agents such as hydrogen peroxide. ROS can react with several molecules and induce an uncontrolled damage in a variety of biomolecules. On the other hand, ROS have essential roles in cell function. Marked oxidative stress as a result of the inflammatory responses inherent with sepsis initiates changes in mitochondrial function and microcirculation. The aim of this paper is to review the roll of ROS in sepsis and new concepts related to the metabolic theory of septic shock.